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武夷学院教案课程名称：工程监测技术课程类型：□√理论课□理论、实践课□实践课学时：36学分：2授课教师：伍宜胜授课班级：09级土木工程1、2班授课学期：2011至2012学年第一学期教材名称：工程监测技术及其应用参考资料：1.《土木工程监测技术》，中国建筑工业出版社，夏才初、潘国荣，2001.72.《地下建筑测试理论与监测技术》夏才初，李永盛编著，1999.8。3.《岩体测试技术》，李造鼎主编，冶金工业出版社。4.《试验岩石力学(模拟研究)》，林韵梅著，煤炭工业出版社。2011年8月20日《工程监测技术》课程教案授课题目：第一章工程监测技术基础知识教学时数：4授课类型：□√理论课□实践课教学目的、要求：①了解监测与建筑物、岩土工程的关系；②了解监测系统的组成、系统选择的原则、常用的监测仪器设备；③掌握变形监测的周期与精度规定教学重点：建筑物水平位移、倾斜、裂缝的监测教学难点：变形监测控制网的建立。教学方法和手段：课堂讲授。多媒体课件演示。《工程监测技术》课程教案教学内容与教学设计第一章工程监测技术基础知识1.某岩土监测产品分类：变形观测测斜应力/压力观测应变观测水位、渗流量观测温度测量大地测量仪器振动监测数据采集海上取芯系统岩芯扫描系统2.监测的对象？建筑物、基坑、隧道、水利工程、边坡、公路…3.案例：车站基坑施工监测施工组织设计（1）工程概况本车站位于佛山市南海区南桂东路北侧，桂澜路西侧，车站西侧为南海区电力工业局办公楼，东面为城市广场商业中心，南面为桂南名都用地，现场地形平坦，地面标高为7.26m。车站里程范围：YDK8+896.493～YDK9+046.593，车站长150.1m,南连桂城站，北连虫雷岗公园站。地下车站采用明挖法施工，围护结构采用地下连续墙，与内衬墙构成重合墙结构。基坑标准段深度约16.2m，连续墙最深处24.15m，连续墙厚为800mm，设2道钢筋砼加1道钢管支撑，基坑安全等级为一级，结构重要性系数1.1。（2）周围环境调查本车站位于南桂东路与桂澜路交叉口西北角绿化广场上，场地区域较为空阔，本车站位于佛山市南海区南桂东路北侧，桂澜路西侧，车站西侧为南海区电力工业局办公楼。场地内朗程汽车维修中心已拆除。根据房屋基础调查资料，南海区电力工业局办公楼距地铁左线中心线约30m，地下室一层，基础采用桩径0.5m预制应力管桩，桩长14.5～24m。南桂东路、桂澜路车流较多，交通繁忙。（3）监测目的、依据及内容监测目的①为施工开展提供及时的反馈信息。通过监测随时掌握土层和支护结构的内力变化情况，以及临近建筑物的变化情况，将监测数据及设计预估值进行分析对比，以判断前一步施工工艺和施工参数是否要修改，以确定下一步施工参数，以此达到信息化施工的目的，使得监测数据和成果成为现场施工工程技术人员判断工程是否判断安全的依据，成为工程决策机构的眼睛。②为基坑周围环境进行及时、有效的保护提供依据。通过对临近建筑的监测，验证基坑开挖方案和环境保护方案的正确性，及时分析出现的问题，及时采取措旁批施对周围环境进行下一步的加强保护。（4）监测目的③将监测结果用于反馈优化设计，为改进设计提供依据。基坑工程设计方案的定量化预测计算是否真正反映了工程实际状况，只有在方案实施的过程中才能获得最终的答案，其中现场监测是确定上述数据的重要手段。由于各个施工场地地质条件不同、施工工艺不同和周遍环境不同，设计计算中未计入的各种复杂因素，都可以通过对现场的监测结果进行分析、研究，加以局部的修改、补充和完善。④通过对监测数据与理论值的比较、分析，可以检验设计理论的正确性。⑤在施工全过程中，通过对既有地面和地下建筑物、构筑物各项指标的监测，将结构变形严格控制在标准限值内，保证既有建筑物和构筑物的安全。⑥积累量测数据，为今后类似工程设计和施工提供工程参考数据。（5）监测依据1、珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程南桂路站主体围护结构施工图2、《广州地区建筑基坑支护技术规定》（GJB02－98）3、《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120－99）4、《建筑变形测量规范》（JGJ/T8－2007）5、行业标准《城市测量规范》（GB50026-93）6、《工程测量规范》GB50026-937、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002（6）基坑监测要求监测项目根据本车站基坑工程情况，按照施工图纸要求，监测的内容有：①墙顶水平位移监测，②支护结构变形监测，③钢支撑轴力，④基坑周边建筑物变形监测，⑤土体侧向位移监测，⑥地下水位监测，⑦钢筋应力监测，⑧钢筋混凝土支撑变形监测。监测项目设置墙顶水平位移及沉降监测桩体变形监测钢支撑轴力监测建筑物沉降、倾斜监测土体侧向位移监测地下水位监测4.安全监测近三年建设部备案的重大施工事故中,基坑坍塌约占事故总数的50%。塌方事故造成了惨重的人员伤亡和经济损失。（1)基坑边坡土体承载力不足;基坑底土因卸载而隆起,造成基坑或边坡土体滑动;地表及地下水渗流作用,造成的涌砂、涌泥、涌水等而导致边坡失稳,基坑坍塌。(2)支护结构的强度、刚度或者稳定性不足,引起支护结构破坏,导致边坡失稳,基坑坍塌。安全监测是避免事故的重要手段承认工程上对岩性特征认识的局限性，采用安全监测的策略，基于现场的内力、变形等反馈，渐近式优化设计与施工组织。原始设计→第一步施工→安全监测反馈→修订至第二版设计→第二步施工→安全监测反馈→修订至第三版设计→……竣工。地方性标准这种以现场监测数据为反馈的动态设计与施工的观念，已在经济发达地区以地方性技术标准的形式逐步推广上海市标准《基坑工程设计规程(DBJ08-61-97)》浙江省标准《建筑基坑工程技术规程(DB33/T1008-2000)》深圳市标准《深圳地区建筑深基坑支护技术规程(SJG05-96)》广东省标准《建筑基坑支护工程技术规程(DBJ/T15-20-97)》福建省标准《建筑地基基础技术规范(DBJ13-07-XXXX)》国家标准基坑安全监测指标(1)煤气管道的沉降和水平位移：累计不得超过l0mm，发展速率不得超过2mm/d；(2)自来水管道沉降和水平位移：累计不得超过20mm，发展速率不得超过3mm/d；(3)基坑内降水或基坑开挖引起的基坑外水位下降：累计不得超过2000mm，发展速率不得超过500mm/d；(4)支护结构水平位移：累计水平位移不得超过开挖深度的5‰，连续3日水平位移速率不得超过2mm/d；(5)邻域内建筑物沉降：累计沉降不得超过建筑物宽度的1‰，连续3日沉降速率不得超过1mm/d；(6)邻域内地面（路面）沉降：累计沉降不得超过开挖深度H的5‰，连续3日沉降速率不得超过2mm/d。安全监测参数及技术内力1钢筋应力2孔隙水压力3锚索拉力4土压力（1）钢筋应力计钢筋应力计埋设钢筋应力监测实践（2）孔隙水压力计（3）锚杆应力计（4）土压力盒土压力盒的埋设测斜仪实测结果地表水平位移基坑边壁水平位移实测分层沉降仪分层沉降实测结果道路断面沉降仪5.安全监测新技术（1）分布式光纤应变监测（2）监测数据实时报送系统《工程监测技术》课程教案授课题目：第二章变形监测教学时数：3授课类型：□√理论课□实践课教学目的、要求：了解变形与变形监测、掌握变形监测的分类与手段，理解变形监测的精度、频率和周期。教学重点：变形监测的分类与手段教学方法和手段：课堂讲授。多媒体课件演示。《工程监测技术》课程教案教学内容与教学设计变形与变形监测变形是自然界的普遍现象，它是指变形体在各种荷载作用下，其形状、大小及位置在时空域中的变化。变形观测与变形测量：《建筑变形测量规范JGJ8-2007》条文说明对此的解释为：¡°变形测量¡±一词，比¡°变形观测¡±一词更便于概括除获得变形信息的观测作业之外，变形分析、预报等数据处理内容。即现代意义上的变形监测包括数据采集工作、数据计算工作和变形分析与预报工作。变形监测的目的预防事故和灾害就必须对变形进行监测，总结出变形发生的规律和原因，对于可控制的变形，力求控制变形发展的方向；对于不可控制的变形，则预测变形的大小，以采取措施减小可能发生的灾害造成的影响。变形监测的意义变形观测和变形分析具有实用上和科学上两方面的意义。实用上，通过施工建设期间和运营管理期间的变形观测，可以获得变形体的空间状态和时间特性，并据此指导施工和运营，可及时发现问题并采取工程措施，以确保施工质量和运营安全。科学上，通过对变形观测资料进行严密的数据处理，做出变形体变形的几何分析和物理解释，更好地理解变形机理，可验证有关的工程设计理论和变形体变形的模型假设，以改进现行的工程设计理论，建立、健全科学的变形预报理论和方法。变形监测的发展变形监测在我国的发展过程中，陈永奇教授、吴子安教授等人作出了重要的贡献。陈永奇教授在80年代初他的博士论文中对变形监测做了系统性的论述，现在的变形监测体系都是以他的《变形观测数据处理》（1988年）为蓝本的。吴子安教授1989出版了《工程建筑物变形观测数据处理》。我国1993年版工程测量规范加入了变形测量一章内容，另外建设部1997年颁布1998年开始执行的《建筑变形测量规程JGJ/T8-97》。变形监测的分类(点场状态)变形体的变形状态和变形量，一般用变形体上离散的特征点的位移状态和位移量具体、细致的表示出来。这些目标点的集合构成监测的¡°点场¡±，点场的变形状态可以分为¡°静态¡±、¡°运动态¡±和¡°动态¡±三种。静态变形指的是变形体的变形无明显的趋势且变形很缓慢，变形量只是时间的函数。运动态变形指的是目标点存在着明显的运动速度且有一定的加速度，只涉及运动状态，不涉及引起运动（变形）的作用力。动态变形不仅要研究目标点的运动状态，而且要研究引起这种运动状态的作用力和作用机理。变形监测的分类(研究范围)第一种是研究地极移动、地球旋转速度的变化以及地壳板块运动的全球性变形，旁批通过现代空间测量技术测定，从定期复测国家控制网的资料获得；第二种是研究地壳板块范围内变形状态和板块交界处地壳相对运动的区域性变形，需要建立专门的监测网进行监测；第三种是研究工程建筑物的沉陷、水平位移、挠度和倾斜，滑坡体的滑动，以及采矿、采油和抽取地下水等人为因素造成的局部性变形。一般工程上讨论的变形指的都是局部性变形。变形监测的分类(测量手段)变形监测按采用的手段相对于变形体的空间位置分为外部变形监测和内部变形监测。外部变形监测主要是测量变形体在空间三维几何形态上的变化，普遍使用的是常规测量仪器和摄影测量设备，这种测量手段技术成熟，通用性好，精度高，能提供变形体整体的变形信息，但野外工作量大，不容易实现连续监测。内部变形监测主要是采用各种专用仪器，对变形体结构内部的应变、应力、温度、渗压、土压力、孔隙压力以及伸缩缝开合等项目进行观测，这种测量手段容易实现连续、自动的监测，长距离遥控遥测，精度也高，但只能提供局部的变形信息。变形监测的精度1971年，国际测量工作者联合会(FIG)第十三届会议上，工程测量组提出：¡°如果观测的目的是为了使变形值不超过某一允许的数值而确保建筑物的安全，则其观测的中误差应小于允许变形值的1/10～1/20；如果观测的目的是为了研究变形的过程，则其观测的中误差应比这个数值小得多¡±。确定工程建筑物变形观测的必要精度，应以不掩盖变形并能有效地发现变形为原则。变形监测的频率变形观测的频率取决于变形体变形的大小、变形的速度和进行变形观测的目的。一般而论，要求既能反映变化的过程，又不遗漏变化的时刻。只有当求解的变形体的变形值大于或等于其中误差的若干倍时，变形观测才是有意义的，变形观测的成果才是可靠而且可信的。变形监测的频率设第i、j相邻两次观测所求算的观测点点位分别为xi和xj，并设其中误差为mx、变形值Δx的中误差为mΔx，则有另设变形速率和变形观测的周期分别为V和T，则有令变形值Δx与其中误差mΔx之比为K，则有Δx≥KmΔx，从而可以求得其中，mx应取监测网中最弱点的点位中误差，K＝10，即变形值Δx与其中误差mΔx相差一个数量级；正常情况下，变形速率V可取平均变形值与间隔日之比，若变形值相差